CN112534195B - 控制装置、制冷机、控制方法以及异常检测方法 - Google Patents

Abstract

提供在并联式制冷机中对压缩机的异常的运转状态进行检测的控制装置。控制装置是具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制装置，并基于在对多个压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差、以及多个压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，来对喘振的产生和液滴吸入的产生进行检测。

Description

控制装置、制冷机、控制方法以及异常检测方法

技术领域

本发明涉及控制装置、制冷机、控制方法以及异常检测方法。

本申请基于在2018年8月13日于日本申请的特愿2018-152256号来主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在具有并联连接的多个压缩机的并联式制冷机中，各压缩机的冷媒风量优选设为相同程度。然而，实际上，在各压缩机的冷媒风量中会产生差别。如果该差别超过了允许范围，则可能会在冷媒风量较少的压缩机中产生喘振(サ一ジング)。

压缩机中的冷媒流量与对压缩机进行驱动的电动机的电流(以下，有时简记作压缩机的电流值等。)之间存在关系。例如，当在两台压缩机中的电流值中存在较大差别的情况下，可能会在一方的压缩机中产生喘振。如果判定为在一方的压缩机中产生了喘振，则执行如下保护动作：使气相冷媒流向将压缩机的喷出侧与吸入侧连接的热气旁路，而使压缩机的冷媒风量增加，从而对喘振进行抑制。

在专利文献1中公开了一种如果对压缩机进行驱动的电动机的运转电流的变化率变成允许范围外，则判定为产生了喘振的喘振检测装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5543175号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，如果仅通过在多个压缩机的电流值之间存在超过允许范围的差别而判定为产生了喘振，则有可能在由于喘振以外的原因而产生了电流值的偏差时，也会误检测为产生了喘振，从而进行不必要的保护动作。

本发明提供能够解决上述的课题的控制装置、制冷机、控制方法以及异常检测方法。

用于解决课题的方案

根据本发明的一方案，一种具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制装置，所述控制装置基于在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差、以及多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，来对喘振的产生和液滴吸入的产生进行检测。

根据本发明的一方案，在所述控制装置中，所述控制装置在所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准小的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了所述喘振。

根据本发明的一方案，所述制冷机具备：旁通管，其将多个所述压缩机的喷出侧与吸入侧连接；以及旁通阀，其设置于所述旁通管，所述控制装置在检测出所述喘振的产生时，进行将所述旁通阀开启的控制。

根据本发明的一方案，在所述控制装置中，所述控制装置当在检测出所述喘振的产生之后即使经过了规定时间，所述电流值的偏差成为规定的阈值以上的状态也持续的情况下，停止将所述旁通阀开启的控制。

根据本发明的一方案，在所述控制装置中，所述控制装置在所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准大的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了来自所述制冷机所具备的蒸发器的所述液滴吸入。

根据本发明的一方案，在所述控制装置中，所述控制装置在检测出所述液滴吸入的产生时，维持当前的运转直至所述电流值的偏差成为小于规定的阈值为止。

根据本发明的一方案，在所述控制装置中，所述控制装置当在检测出所述液滴吸入的产生之后即使经过了规定时间，所述电流值的偏差也未成为小于规定的阈值的情况下，减小所述制冷机所具备的膨胀阀的开度。

根据本发明的一方案，一种具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制装置，所述控制装置当在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差为规定的阈值以上，并且多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点表示风量比规定的基准小的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了所述喘振。

根据本发明的一方案，一种具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制装置，所述控制装置当在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差为规定的阈值以上，并且多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点表示风量比规定的基准大的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了来自所述制冷机所具备的蒸发器的所述液滴吸入。

根据本发明的一方案，一种具备并联连接的多个压缩机的制冷机，所述制冷机具备上述任一方案所记载的控制装置。

根据本发明的一方案，一种具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制方法，所述控制方法进行如下动作：取得在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值，计算出多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，基于多个所述电流值的偏差和所述工作点，来对喘振或者液滴吸入的产生进行检测，在检测出所述喘振的产生的情况下，进行规定的喘振保护动作，在检测出所述液滴吸入的情况下，维持当前的运转状态。

根据本发明的一方案，一种在具备并联连接的多个压缩机的制冷机中的异常检测方法，所述异常检测方法进行如下动作：取得在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值，计算出多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，在多个所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准小的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了喘振。

根据本发明的一方案，一种在具备并联连接的多个压缩机的制冷机中的异常检测方法，所述异常检测方法进行如下动作：取得在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值，计算出多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，在多个所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准大的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了液滴吸入。

发明效果

根据上述的控制装置、制冷机、控制方法以及判定方法，能够提高喘振的检测精度，防止不必要的喘振用保护控制的工作。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式中的制冷机的一例的概要结构图。

图2是示出本发明的一实施方式中的控制装置的一例的框图。

图3是说明本发明的一实施方式中的异常检测处理的图。

图4是示出由本发明的一实施方式中的控制装置进行的异常检测处理及异常检测时的控制的一例的流程图。

图5是由以往的控制装置进行的喘振的判定及保护动作的流程图。

图6是示出了由以往的控制装置进行的旁通阀控制与流向电动机的电流值之间的关系的图。

具体实施方式

<实施方式>

以下，参照图1～图6，对本发明的一实施方式的并联式制冷机中的压缩机的异常检测处理及异常检测时的控制进行说明。

图1是示出本发明的一实施方式中的制冷机的一例的概要结构图。如图1所示，本实施方式的制冷机1具备并联连接的压缩机2A、2B，冷凝器3，膨胀阀4，蒸发器5，旁通管6，旁通阀7和控制装置8。在制冷机1中，压缩机2A、2B，冷凝器3，膨胀阀4以及蒸发器5进行连接而形成了冷媒回路。

在图1所例示的制冷机1中，两台压缩机2A、2B并联连接，但只要是多个压缩机并联连接的结构，则压缩机也可以是三台以上。也可以是，串联连接的多台压缩机与其他串联连接的多台压缩机并联连接的结构。在本实施方式中，对两台压缩机2A、2B设置一个旁通管6，但也可以设为分别对压缩机2A、2B设置旁通管6的结构。

压缩机2A、2B对冷媒进行压缩，并喷出高温高压的冷媒。在压缩机2A、2B的吸入侧，分别设置有叶片9A、9B。叶片9A、9B由控制装置8控制，并调整从蒸发器5流向压缩机2的冷媒风量。压缩机2A、2B分别与电动机(未图示)连接，并由各电动机驱动。控制装置8通过控制各电动机的电流来控制压缩机2A、2B的转数(电动机的转数)，从而向冷媒回路供给与负载相应的冷媒。通过将两台压缩机2A、2B并联连接，能够增加压缩机2整体的容量。

在无需对压缩机2A、2B进行区别的情况下，有时记载为压缩机2。关于叶片9A、9B也是同样，有时记载为叶片9。将对压缩机2A进行驱动的电动机的电流设为电流值Ia，将对压缩机2B进行驱动的电动机的电流设为电流值Ib。

压缩机2A、2B所喷出的冷媒被向冷凝器3供给。冷凝器3使高温高压的冷媒冷凝。在冷凝器3连接有配管11，冷却水被从冷却塔等向配管11供给。在冷凝器3中，冷媒在与流动于配管11的冷却水之间进行热交换。冷媒通过向冷却水散热而进行冷凝。由冷凝器3冷凝后的冷媒由膨胀阀4进行减压。减压后的低压冷媒被向蒸发器5供给。蒸发器5使低压冷媒蒸发。在蒸发器5连接有配管12，冷水被从负载侧向配管12供给。在蒸发器5中，冷媒在与流动于配管12的冷水之间进行热交换。冷媒将向负载侧供给的冷水冷却，自身通过从冷水吸热从而气化。气化后的气相冷媒被向压缩机2A、2B吸入，并由压缩机2A、2B再次压缩。之后的冷媒的流动如上所述。冷媒这样一来在冷媒回路中进行循环。

旁通管6是将压缩机2的喷出侧与吸入侧连接的冷媒配管。具体而言，旁通管6的一方的端部与压缩机2的喷出侧且冷凝器3的冷媒流动的上游侧连接，旁通管6的另一方的端部与在压缩机2的吸入侧设置的蒸发器5的气相部(存在气相冷媒的空间)连接。也就是说，旁通管6形成为，与供压缩机2喷出的冷媒流动的、冷凝器3、膨胀阀4、蒸发器5这样的流路旁通。

在旁通管6设置有对流动于旁通管6的冷媒风量进行调整的旁通阀7。旁通阀7是能够调整开度的调整阀，控制装置8对旁通阀7的开度进行控制。当将旁通阀7开启时，压缩机2喷出的气相冷媒经由旁通管6而通过蒸发器5的气相部，并被向压缩机2的吸入侧供给。也就是说，当将旁通阀7开启而使向旁通管6流动的冷媒增加时，能够使向压缩机2供给的气相冷媒的量增加。旁通管6也被称作热气旁路，旁通阀7也被称作热气旁路阀。

压缩机2中的喘振因在压缩机2流动的冷媒流量的减少而产生。当在压缩机2中产生了喘振的情况下，将旁通阀7开启，经由旁通管6将压缩机2喷出的气相冷媒向压缩机2的吸入侧供给。由此，压缩机2的冷媒风量增加，从而能够将喘振消除。将该控制称作喘振保护动作。在本实施方式中，将旁通阀7作为流量调整阀进行了说明，但旁通阀7也可以只是开闭阀。

在制冷机1的运转中或刚起动之后等，对于压缩机2A、2B，有时会在冷媒风量中产生差别。此时，例如，压缩机2A的冷媒风量足够多，而压缩机2B的冷媒风量比规定值少。在该情况下，可能会在冷媒风量较少的压缩机2B中产生喘振。压缩机2A、2B中的冷媒风量的差别表现为对压缩机2A进行驱动的电动机的电流值Ia与对压缩机2B进行驱动的电动机的电流值Ib的差别。在进行喘振的情况下，风量降低了的压缩机2B的电流值Ib降低。以往提供了一种控制装置，其利用该特性，基于电流值Ia与电流值Ib的偏差为规定的阈值以上，而判定为产生了喘振，并进行上述的喘振保护动作(将旁通阀7开启)。

然而，电流值Ia与电流值Ib的偏差为规定的阈值以上不一定表示喘振的产生。例如，在蒸发器5的内部，液面不一定是水平且均匀的，有时会在液面的高度上产生偏斜或者发生起伏。例如，如果向压缩机2B连接的配管侧的液面较高，则向压缩机2B供给的气相冷媒的流动会掠过蒸发器5的液面表面，由此液相冷媒飞散，在冷媒风量较大的情况下，飞散了的液相冷媒混合在气相冷媒中进行运输，从而产生与压缩机2A相比较多的液相冷媒被向压缩机2B供给的现象。于是，在压缩机2B中产生来自蒸发器5的液滴吸入。由于较多地吸入液相冷媒，因此压缩机2B的负载增大，电流值Ib增加。另一方面，压缩机2A侧的液面相对较低，从而向压缩机2A供给的冷媒主要是气相冷媒。于是，在压缩机2A中，未产生液滴吸入，电流值Ia也未上升。这样，在并联式制冷机中，有时仅在一部分的压缩机中产生液滴吸入。在这样的状况下，有时在压缩机2A、2B的电动机流动的电流值Ia、Ib的偏差也会增大，且电流值Ia与电流值Ib的偏差也会变成规定的阈值以上。如果将该现象判定为喘振并进行喘振保护动作，则可能会助长压缩机2B中的液滴吸入。接下来说明该理由。

如上所述，旁通管6的另一端与蒸发器5的气相侧连接。当通过喘振保护动作，将旁通阀7开启，并将压缩机2喷出的气相冷媒向旁通管6引导时，在蒸发器5通过的冷媒风量增加。如以上已说明的那样，当冷媒风量增加时，与气相冷媒一起被向压缩机2运输的液相冷媒增加。也就是说，当进行喘振保护动作时，在蒸发器5的气相部通过的冷媒风量增加，因此被向压缩机2B运输的液相冷媒也增加，从而助长了液滴吸入。对于压缩机2而言，优选的是将气相冷媒吸入，因此，如果在产生液滴吸入时进行喘振保护动作，则会使对于压缩机2而言的状况恶化(液相冷媒的增加)。

为了消除这样的不良状况，本实施方式的控制装置8除了压缩机2的电流值的偏差以外，还将运转中的压缩机2的工作点与压缩机2的特性曲线(压力比-风量曲线)进行比较，从而确认压缩机2的运转状态，对产生了喘振还是产生了液滴吸入进行区别。

在对压缩机2A、2B进行驱动的电动机的各自中，设置有未图示的电流计(设为电流计a、电流计b。)。这些电流计a、b对电动机的电流值Ia、Ib进行计测。在制冷机1的冷媒回路中，设置有在以下例示的、未图示的各种传感器。具体而言，设置有对在蒸发器5的配管12流动的冷水的入口温度进行计测的温度计(第一传感器)、对冷水的出口温度进行计测的温度计(第二传感器)、对冷水的流量进行计测的流量计(第三传感器)、对蒸发器5中的冷媒的压力进行计测的压力计(第四传感器)、对膨胀阀4的冷媒流动上游侧处的冷媒的温度进行计测的温度计(第五传感器)等。

图2是示出本发明的一实施方式中的控制装置的一例的框图。

控制装置8是例如微型计算机等计算机装置。控制装置8与未图示的电流计a、电流计b、第一传感器～第五传感器连接。如图2所示，控制装置8具备传感器信息取得部81、异常检测部82、保护控制部83、旁通阀控制部84、膨胀阀控制部85、计时器86和存储部87。控制装置8进行与制冷机1有关的各种控制，但在本说明书中，进行与压缩机2的异常检测处理及检测出异常时的控制有关的功能的说明，而将其他功能的说明省略。

传感器信息取得部81从电流计a、电流计b、第一传感器～第五传感器中取得各传感器计测到的计测值(传感器信息)。

异常检测部82利用传感器信息取得部81所取得的传感器信息，来对在压缩机2A、2B中产生的异常的运转状态进行检测。异常的运转状态在本实施方式中是指喘振和液滴吸入。具体而言，异常检测部82基于电流值Ia、Ib的偏差、以及使用第一传感器～第五传感器计算出的压缩机2的工作点，来对在压缩机2A、2B中的任一方产生喘振或者液滴吸入的情况进行检测。

存在有如下情况。

保护控制部83在异常检测部82检测出压缩机2的异常的运转状态时，进行如下控制：执行与该运转状态相应的控制，使压缩机2的运转状态返回正常的状态，并防止压缩机2的故障等的控制。

旁通阀控制部84对旁通阀7的开度进行调整。例如，当异常检测部82检测出喘振的产生时，旁通阀控制部84基于来自保护控制部83的指示，而进行将旁通阀7开启的控制。

膨胀阀控制部85对膨胀阀4的开度进行调整。例如，当异常检测部82检测出液滴吸入的产生时，膨胀阀控制部85基于来自保护控制部83的指示，而进行将膨胀阀4关闭的控制。

计时器86对时间进行计测。

存储部87对传感器信息取得部81所取得的传感器信息、用于判定是否是异常的运转状态的阈值等各种信息进行存储。

接下来，说明由异常检测部82进行的异常检测处理。如上所述，电流Ia、Ib表示压缩机2A、2B的运转状态。如果流向电动机的电流变大，则压缩机2的压缩能力上升；如果电流变小，则压缩机2的压缩能力降低。例如，当在压缩机2B中产生了喘振的情况下，在压缩机2B中，冷媒风量较少，因此压缩能力较低，电流值Ib降低。因此，当在一方的压缩机2中产生喘振时，电流值Ia、Ib的偏差变大。然而，也有时如在压缩机2B中产生液滴吸入的情况那样，由于电流值Ib增加而偏差变大。因此，仅通过电流值Ia与电流值Ib的偏差，不能准确地检测出喘振、液滴吸入。于是，异常检测部82除了利用电流值Ia、Ib以外，还利用压缩机2的特性曲线来对压缩机2的异常的运转状态进行检测。

图3是说明本发明的一实施方式中的异常检测处理的图。利用图3，对由异常检测部82进行的、利用了压缩机2的特性曲线的异常检测进行说明。

图3所例示的是压缩机2的压缩比-风量的特性曲线L1。图3的曲线的纵轴是压缩机2的压缩比，横轴是冷媒风量。特性曲线L1示出了成为压缩机2的压缩比与冷媒风量的关系中的喘振与液滴吸入的边界的工作点。特性曲线L1，通过针对每个压缩机2预先进行验证实验等而被计算出，并被登记在存储部87中。

喘振是在压缩机2中当冷媒风量降低时产生的异常的运转状态。当压缩机2的工作点位于特性曲线L1的左侧的区域所包含的压缩比与风量的关系时，也就是当冷媒的风量较少时，产生喘振的可能性变高。将特性曲线L1的左侧的区域称作喘振区域。

液滴吸入是在冷媒风量较大时容易产生的异常的运转状态。在冷媒风量较少的情况下，难以在蒸发器5中产生液相冷媒的飞散，另外，由于风量较小，因此液相冷媒也难以被运输。因此，被吸入压缩机2的液相冷媒也变得较少。当压缩机2的工作点处于特性曲线L1的右侧的区域所包含的压缩比与风量的关系时，也就是当冷媒风量较大时，产生液滴吸入的可能性变高。将特性曲线L1的右侧的区域称作液滴吸入区域。

在存储部87中登记有函数α。函数α是当输入被蒸发器5冷却的冷水的入口温度及出口温度、冷水流量、蒸发器5的冷媒压力、膨胀阀4的上游侧处的冷媒温度时，将压缩机2中的压缩比和冷媒风量输出的函数。异常检测部82将第一传感器～第五传感器所计测出的传感器信息向函数α输入，并取得函数α所输出的压缩机2的压缩比和冷媒风量。异常检测部82对基于函数α的压缩比及冷媒风量所表示的当前的压缩机2的工作点与特性曲线L1之间的关系进行比较，从而判定压缩机2的工作点是属于喘振区域还是属于液滴吸入区域。

(喘振的检测)

异常检测部82当电流值Ia与电流值Ib的偏差为规定的阈值β以上，并且压缩机2的工作点属于喘振区域的情况下，判定为在压缩机2A、2B中的任一方中产生了喘振。阈值β是用于对压缩机2成为异常的运转状态进行判定的阈值，并且是预先通过验证实验等进行确认的值。

(液滴吸入的检测)

异常检测部82当电流值Ia与电流值Ib的偏差为规定的阈值β以上，并且压缩机2的工作点属于液滴吸入区域的情况下，判定为压缩机2A、2B中的任一方产生了液滴吸入。

保护控制部83在异常检测部82检测出压缩机2的异常的运转状态的情况下，进行将压缩机2的异常的运转状态纠正，从而保护压缩机2免于故障等的控制。接下来，以图1～图3所例示的结构为例，利用图4，说明由控制装置8进行的异常检测处理和异常时的控制。

图4是示出由本发明的一实施方式中的控制装置进行的异常检测处理及异常检测时的控制的一例的流程图。

首先，传感器信息取得部81取得电流值等传感器信息(步骤S11)。具体而言，传感器信息取得部81取得电流计a及电流计b所计测出的电流值Ia、Ib。传感器信息取得部81取得第一传感器～第五传感器所计测出的计测值。传感器信息取得部81以规定的时间间隔持续取得这些传感器信息。

接下来，异常检测部82计算出工作点(步骤S12)。具体而言，异常检测部82基于由传感器信息取得部81取得的冷水入口温度、冷水出口温度、冷水流量、蒸发器5处的冷媒压力、蒸发器5出口处的冷媒温度、膨胀阀4的上游侧处的冷媒温度、存储部87所存储的函数α，来计算出压缩机2的冷媒风量和压缩比。

接下来，控制装置8判定压缩机2是否处于运转中(步骤S13)。在压缩机2处于运转中的情况下(步骤S13；Yes)，进行步骤S14以后的处理。在压缩机2未处于运转中的情况下(步骤S13；No)，反复进行从步骤S11起的处理。

接下来，异常检测部82判定电流值Ia、Ib的偏差的绝对值(|Ia-Ib|)是否是阈值β以上(步骤S14)。在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值小于阈值β的情况下(步骤S14；No)，反复进行从步骤S11起的处理。

在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值为阈值β以上的情况下(步骤S14；Yes)，异常检测部82判定在步骤S12中计算出的工作点是否处于大风量侧(步骤S15)。具体而言，异常检测部82判定工作点位于存储部87所存储的压缩机2的特性曲线L1(图3)的哪一侧。在工作点位于喘振区域的情况下，异常检测部82判定为工作点未处于大风量侧。在工作点位于液滴吸入区域的情况下，异常检测部82判定工作点处于大风量侧。在判定为工作点处于大风量侧的情况下(步骤S15；Yes)，异常检测部82检测出液滴吸入的产生(步骤S16)。在该情况下，推定为在压缩机2中的任一方中产生了液滴吸入。控制装置8(保护控制部83)进行在以下说明的步骤S17～步骤S19的控制。

在判定为工作点未处于大风量侧的情况下(步骤S15；No)，异常检测部82检测出喘振的产生(步骤S20)。在该情况下，推定为在压缩机2中的任一方中产生了喘振。控制装置8(保护控制部83)进行在以下说明的步骤S21～步骤S24的控制。

(液滴吸入检测时的控制)

当异常检测部82检测出液滴吸入的产生时，保护控制部83进行过程观察，直至经过规定时间为止。具体而言，保护控制部83例如以规定的时间间隔判定传感器信息取得部81所取得的电流值Ia、Ib的偏差的绝对值为阈值β以上的状态是否持续(步骤S17)。在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值小于阈值β的情况下(步骤S17；No)，保护控制部83判定为压缩机2中的液滴吸入运转状态被消除。由于异常的运转状态被消除，因此控制装置8反复进行从步骤S11起的处理。

在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值为阈值β以上的情况下(步骤S17；Yes)，保护控制部83参照计时器86，来判定是否从异常检测部82检测出液滴吸入的产生起经过了规定时间T1(步骤S18)。对于该规定时间T1，例如被设定为在由于外部干扰等而冷水、冷却水成为不稳定的状态时到稳定为止所需要的时间。在未经过规定时间T1的情况下(步骤S18；No)，反复进行步骤S17以后的处理。在经过了规定时间T1的情况下(步骤S18；Yes)，将即使经过了规定时间T1而液滴吸入还在持续的情况认为是风量过大，因此，保护控制部83指示膨胀阀控制部85对膨胀阀4进行关闭控制。膨胀阀控制部85朝向将膨胀阀4关闭的方向进行控制(步骤S19)。此时的膨胀阀4的开度设定在对液滴吸入进行抑制并且对制冷机1的运转状态、负载的影响充分小的范围内。这样的膨胀阀4的开度适用预先通过实验等而确定的值。保护控制部83在使膨胀阀4的开度减小之后也进行与步骤S17同样的判定，并在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值复原至小于阈值β时，使膨胀阀4的开度返回原来的开度。

步骤S19中的对膨胀阀4进行关闭控制的处理并不是必须的。保护控制部83也可以持续进行过程观察(一边监视电流值Ia、Ib的偏差，一边维持当前的运转状态。)直至液滴吸入状态被抑制为止。例如，也可以是，在由于变更膨胀阀4的开度而对制冷机1的运转状态产生较强影响那样的情况下，持续进行过程观察。或者，保护控制部83也可以在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值为复原至小于阈值β的情况下，代替对膨胀阀4进行关闭控制而通知警报等。

通常，产生液滴吸入的运转状态由于外部干扰等而产生，且大多在通过待机一定时间而使得过渡的状态稳定时被消除。通过步骤S16～步骤S19(在不进行膨胀阀4的控制的情况下是步骤S16～步骤S18)的控制，不会发生进行不必要的控制而使状况恶化，就能够将产生液滴吸入的运转状态消除。防止喘振的误检测，能够防止旁通阀7的不必要的开启控制。

(喘振检测时的控制)

当异常检测部82检测出喘振的产生时，保护控制部83进行将旁通阀7强制开启的控制(步骤S21)。具体而言，保护控制部83对旁通阀控制部84进行例如将旁通阀7的开度增加至规定值的指示。旁通阀控制部84使旁通阀7的开度增加(例如，完全开启)。旁通管6的口径被设计成，在将旁通阀7完全开启的情况下，能够将喘振消除。因此，当由于保护控制部83的指示而使旁通阀7的开度为100％时，风量增加，在压缩机2A、2B中的任一方中产生的喘振被消除。

如果进行将旁通阀7强制开启的控制，则接下来，保护控制部83判定传感器信息取得部81所取得的电流值Ia、Ib的偏差的绝对值为阈值β以上的状态是否持续(步骤S22)。在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值小于阈值β的情况下(步骤S22；No)，保护控制部83判定为压缩机2中的喘振被消除。由于异常的运转状态被消除，因此控制装置8反复进行从步骤S11起的处理。

在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值为阈值β以上的情况下(步骤S22；Yes)，保护控制部83参照计时器86，来判定是否从异常检测部82检测出喘振的产生起经过了规定时间T2(步骤S23)。对于该规定时间T2，被设定为通过实验等确认到的、喘振的消除所需要的时间。在未经过规定时间T2的情况下(步骤S23；No)，反复进行步骤S22以后的处理。在经过了规定时间T2的情况下(步骤S23；Yes)，认为产生了电流计a等传感器的故障等喘振以外的异常，因此保护控制部83将旁通阀7的开度清除(步骤S24)。将旁通阀7的开度清除是指，返回即将进行步骤S21中的强制的开启控制之前的开度。这是基于如下原因而进行的：如果若是产生了喘振，则喘振通过旁通阀7的强制的开启控制而应该被消除(像那样进行设计)，但喘振未被消除是认为产生了其他异常，在该情况下，继续旁通阀7的开度较大的状态并不适当。需要说明的是，旁通阀7的开度在通常运转时也按照规定的规则进行控制，并例如设定为与压缩机2的工作点相应的值。保护控制部83将旁通阀7的开度控制在该值。保护控制部83除了旁通阀7的清除处理以外，还可以通知对怀疑是传感器故障等情况进行表示的警报等。

通过步骤S21～步骤S24的控制，从而在检测出喘振的产生时，进行喘振保护动作，能够迅速地将喘振的产生消除。另外，能够对怀疑是喘振以外的异常那样的状况进行检测。

图4所示的处理在压缩机2处于运转中的期间内，以规定的控制周期反复执行。

在此，为了进行比较，以图1的结构为例，说明由以往的控制装置进行的喘振判定处理和保护动作的流程。将以往的控制装置记载为控制装置8′。

图5是由以往的控制装置进行的喘振的判定及保护动作的流程图。

首先，控制装置8′取得电流值Ia及电流值Ib(步骤S31)。控制装置8′之后也继续以规定的时间间隔取得电流值Ia、Ib。

接下来，控制装置8′判定压缩机2是否处于运转中(步骤S32)。在压缩机2处于运转中的情况下，进行以下的处理。

控制装置8′判定电流值Ia、Ib的偏差的绝对值(|Ia-Ib|)是否为规定的阈值β以上(步骤S33)。在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值小于阈值β的情况下(步骤S33；No)，反复进行步骤S22以后的处理。

在电流值Ia、Ib的偏差的绝对值为阈值β以上的情况下(步骤S33；Yes)，可能会在压缩机2中产生喘振，因此开始喘振保护动作(S34)。具体而言，控制装置8′对旁通阀7进行开启控制。之后，控制装置8′例如持续喘振保护动作直至电流值Ia、Ib的偏差的绝对值小于阈值β为止。

当在图5所例示的控制时，在实际上压缩机2中产生的不是喘振而是液滴吸入的情况下，无法对压缩机2的异常的运转状态进行纠正。其结果是，可能必须将制冷机1停止。接下来，利用图6，对通过图5所例示的以往的控制而在制冷机1中产生的现象进行说明。

图6是示出了由以往的控制装置进行的旁通阀控制与在电动机流动的电流值之间的关系的图。

图6的各曲线61～67表示当在制冷机1的运转中产生外部干扰时计测出的状态量、控制装置8′所输出的控制量(阀开度等)的演进。图6的曲线的纵轴表示状态量、控制量的大小，横轴表示时间的经过。曲线61表示冷水流量。曲线62表示对压缩机2B进行驱动的电动机的电流值Ib，曲线63表示对压缩机2A进行驱动的电动机的电流值Ia。曲线64表示叶片9(叶片9A及叶片9B)的开度，曲线65表示旁通阀7的开度。曲线66表示冷水的入口温度，曲线67表示冷水的出口温度。曲线68表示对电流值Ia、Ib分担的电流限制值。控制装置8′在电流值Ia、Ib超过电流限制值时，进行将叶片9关闭的控制。如果叶片9的开度减小，则电流值Ia、Ib也降低。

首先，由于外部干扰等，冷水的入口温度上升(e1)。在该影响下，冷水的出口温度也上升。伴随着冷水的出口温度的上升，控制装置8′在使膨胀阀4的开度增加的方向上进行控制。于是，蒸发器5内的冷媒增加。在蒸发器5中，例如，在液面产生偏斜，从而液相冷媒容易被向压缩机2B侧供给。伴随着蒸发器5内的冷媒的增加，在压缩机2B中产生液滴吸入，且电流值Ib超过限制值(e2)。于是，控制装置8′将叶片9强制关闭(曲线64)，并使得电流值Ia、Ib的偏差成为阈值β以上，由此进行将旁通阀7强制开启的(曲线65)控制。之后，由于电流值Ib的降低，控制装置8暂时停止喘振保护动作。当旁通阀7由于喘振保护动作的停止而完全关闭时，电动机的负载增加。伴随着负载增加，电流值Ia、Ib一起上升(e3a、e3b)。

之后，在压缩机2B中，再次产生液滴吸入，电流值Ib再次超过电流限制值(e4)。于是，控制装置8′进行将叶片9强制关闭的控制(e5)。在压缩机2A中，未产生液滴吸入，另外，由于对叶片9进行关闭控制，电流值Ia降低。尽管进行了叶片9的关闭控制，但由于由液滴吸入产生的负载，压缩机2B的电流值Ib未降低。于是，电流值Ia与电流值Ib的偏差逐渐变大，并在时刻t1，偏差超过阈值β。于是，控制装置8′开始喘振保护动作。也就是说，控制装置8′将旁通阀7强制开启。当旁通阀7开启，气相冷媒经由旁通管6、蒸发器5而被向压缩机2吸入时，由于风量的增加而助长了压缩机2B中的液滴吸入。其结果是，电流值Ib维持较高的值，电流值Ia与电流值Ib的偏差未复原至小于阈值β的状态(e6)。其结果是，在该例中，需要将制冷机1暂时停止，从而不能连续运转。通常，压缩机2B中的液滴吸入是由于在配管12流动的冷水、在配管11流动的冷却水的过渡的变动而产生的瞬态的现象的可能性较高。如果冷水、冷却水稳定，则液滴吸入也收敛，电流值Ia与电流值Ib的偏差也复原至规定值内(小于阈值β)。

根据本实施方式所涉及的控制装置8，通过利用图4已说明的流程图的处理，在时刻t1，在不会进行喘振的误检测的情况下，对液滴吸入进行检测。然后，控制装置8在检测出液滴吸入后，继续进行过程观察。最终，如果制冷机1的运转状态(冷水、冷却水的状态)稳定，则压缩机2B的液滴吸入收敛，能够使制冷机1不停止地连续运转。另外，在错误地进行了喘振保护动作的情况下，在压缩机2B中持续进行液滴吸入，从而可能会产生设备的损伤，但根据本实施方式的异常检测处理及异常检测时的控制，能够防止设备的损伤。

以往，在并联式制冷机1中，大多仅根据在对多个压缩机2中的各个压缩机进行驱动的电动机流动的各电流值的偏差来检测异常的运转状态。在这样的检测方法中，有时会产生误检测，而难以使制冷机1复原至正常的运转状态。对此，根据本实施方式的控制装置8，当在对多个压缩机2中的各个压缩机2进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差为规定的阈值β以上的情况下，基于多个压缩机2的压缩比与风量所表示的工作点相对于压缩比与风量的特性曲线的关系，能够高精度地对在多个压缩机2中的一部分压缩机2中产生的喘振及来自蒸发器5的液滴吸入进行检测。控制装置8根据喘振及液滴吸入来进行适于各个现象的控制。由此，能够防止尽管产生了液滴吸入，但误检测为产生了喘振，而通过错误的保护控制导致制冷机1的紧急停止或导致设备的故障的情况。能够防止相反地尽管产生了喘振，但误检测为产生了液滴吸入而使得喘振持续的情况。

另外，根据本实施方式，在检测出喘振的产生的情况下，通过旁通阀7的强制开启控制，能够迅速地抑制喘振。另外，当尽管适当进行了喘振保护动作，但电流值的偏差未收敛在阈值内的情况下，则怀疑是其他异常(传感器的异常等)，根据控制装置8，也能够针对这样的可能性进行检测。

另外，在产生了液滴吸入的情况下，通过进行过程观察直至冷水、冷却水等的过渡的状态收敛为止，不会发生进行不必要的控制而在***中产生变动，就能够将液滴吸入状态消除。

另外，根据本实施方式中的液滴吸入的检测方法，能够高精度地对容易在具备多个压缩机的并联式制冷机中产生的、(并非是所有压缩机)在一部分压缩机中产生的液滴吸入运转状态进行检测。

上述实施方式中，控制装置8对喘振和液滴吸入这两方进行检测，但例如也可以是，在利用其他检测方法对液滴吸入进行检测的情况下，构成为，仅装配了在上述已说明的喘振的检测功能及喘振保护动作的功能的控制装置。同样地，也可以是，在仅需要液滴吸入的检测及液滴吸入检测时的控制的情况下，构成为仅装配了执行在上述已说明的液滴吸入的检测功能及之后的控制(步骤S16～步骤S19)的功能的控制装置。

控制装置8例如装配于具备CPU(Central Processing Unit)等处理器、主存储装置、辅助存储装置、输入输出接口、通信接口等的计算机。并且，上述的各功能部的动作以程序的形式存储于辅助存储装置。CPU从辅助存储装置读取程序，并将该程序向主存储装置扩展，并根据该程序来执行上述处理。CPU根据程序而在主存储装置中确保存储区域。CPU根据程序根据而在辅助存储装置中确保对处理中的数据进行存储的存储区域。

除此之外，可以适当在不脱离本发明的主旨的范围内，将上述的实施方式中的构成要素替换为公知的构成要素。该发明的技术范围并不限于上述的实施方式，而可以在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

例如，也可以设为如下结构：将控制装置8的本实施方式的功能设置在与执行制冷机1的通常运转的控制装置不同的装置。旁通管6的另一方的端部也可以与压缩机2的吸入侧并且蒸发器5的冷媒流动的下游侧连接。电流值Ia与电流值Ib的偏差也可以基于在规定时间内计测出的电流值Ia及电流值Ib的平均值来计算出。同样地，压缩机2的工作点也可以通过在规定时间内计测出的第一传感器～第五传感器的计测值的平均值和函数α来计算出。

另外，也可以是，在三台以上的压缩机并联连接的并联式制冷机的情况下，将对多台中的每两台进行组合而得到的组生成与全部组合相当的量，并针对全部组合，逐组执行上述的异常检测处理。由此，对于具备三台以上的压缩机的制冷机，也能够适用本实施方式的异常检测处理及之后的保护控制。

产业上的可利用性

根据上述的控制装置、制冷机、控制方法以及判定方法，能够提高喘振的检测精度，防止不必要的喘振用保护控制的工作。

附图标记说明

1 制冷机

2、2A、2B 压缩机

3 冷凝器

4 膨胀阀

5 蒸发器

6 旁通管

7 旁通阀

8 控制装置

9 叶片

11、12 配管

81 传感器信息取得部

82 异常检测部

83 保护控制部

84 旁通阀控制部

85 膨胀阀控制部

86 计时器

87 存储部。

Claims (13)

1.一种控制装置，该控制装置是具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制装置，其中，

所述控制装置基于在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差、以及多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，来对喘振的产生和液滴吸入的产生进行检测。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，

所述控制装置在所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准小的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了喘振。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，

所述制冷机具备：旁通管，其将多个所述压缩机的喷出侧与吸入侧连接；以及旁通阀，其设置于所述旁通管，

所述控制装置在检测出所述喘振的产生时，进行将所述旁通阀开启的控制。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，

所述控制装置当在检测出所述喘振的产生之后即使经过了规定时间，所述电流值的偏差成为规定的阈值以上的状态也持续的情况下，停止将所述旁通阀开启的控制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置，其中，

所述控制装置在所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准大的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了来自所述制冷机所具备的蒸发器的液滴吸入。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置，其中，

所述控制装置在检测出所述液滴吸入的产生时，维持当前的运转直至所述电流值的偏差成为小于规定的阈值为止。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置，其中，

所述控制装置当在检测出所述液滴吸入的产生之后即使经过了规定时间，所述电流值的偏差也未成为小于规定的阈值的情况下，减小所述制冷机所具备的膨胀阀的开度。

8.一种控制装置，其是具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制装置，其中，

所述控制装置当在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差为规定的阈值以上，并且多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点表示风量比规定的基准小的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了喘振。

9.一种控制装置，其是具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制装置，其中，

所述控制装置当在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值的偏差为规定的阈值以上，并且多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点表示风量比规定的基准大的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了来自所述制冷机所具备的蒸发器的液滴吸入。

10.一种制冷机，其具备并联连接的多个压缩机，其中，

所述制冷机具备权利要求1至9中任一项所述的控制装置。

11.一种控制方法，其是具备并联连接的多个压缩机的制冷机的控制方法，其中，

所述控制方法进行如下动作：

取得在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值，

计算出多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，

基于多个所述电流值的偏差和所述工作点，来对喘振或者液滴吸入的产生进行检测，

在检测出所述喘振的产生的情况下，进行规定的喘振保护动作，

在检测出所述液滴吸入的情况下，维持当前的运转状态。

12.一种异常检测方法，其中，

所述异常检测方法在具备并联连接的多个压缩机的制冷机中进行如下动作：

取得在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值，

计算出多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，

在多个所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准小的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了喘振。

13.一种异常检测方法，其中，

所述异常检测方法在具备并联连接的多个压缩机的制冷机中进行如下动作：

取得在对多个所述压缩机中的各个压缩机进行驱动的各个电动机流动的电流值，

计算出多个所述压缩机的风量与压缩比所表示的工作点，

在多个所述电流值的偏差为规定的阈值以上，并且所述工作点表示风量比规定的基准大的情况下，判定为在多个所述压缩机的一部分中产生了液滴吸入。

Images